基于VMD-SWT滚动轴承故障诊断方法研究

在强噪声背景下,滚动轴承非平稳非线性的早期微弱故障信号特征提取较为困难,提出结合变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform,SWT)的分析方法,该方法首先利用最大峭度准则优化VMD参数,使用优化后的参数对故障信号进行VMD分解,再利用峭度准则选择含有有效信息最多的本征模函数(Intrinsic Mode Function,IMF),最后使用SWT对最优IMF进行处理分析,从而提取有效特征频率。对强噪声背景下滚动轴承外圈故障信号、内圈故障信号以及滚动体故障信号进行处理分析,结果表明相比Hilbert包络、SWT等方法,该方法能够从强噪声背景下提取出故障信号频率特征,以此判断滚动轴承的运转状况。同时该方法能够有效重构信号。     

基于小波与深度置信网络的柴油机失火故障诊断

为更深入地了解柴油机失火故障的机理,提高失火故障诊断准确率,本文中提出了一种基于小波与深度置信网络的柴油机失火故障诊断方法。首先,采用等角度采样法对柴油机缸盖振动信号进行采样,获得平稳的角域信号,消除循环波动干扰;然后,通过连续小波变换对角域信号进行角-频分析,提取点火频率附近频带后利用连续小波逆变换重构信号;接着,按照柴油机工作循环从重构信号中,分段提取方差、峭度和峰值等12种常用特征参数并构造诊断参数矩阵;最后,利用深度置信网络对诊断参数矩阵进行降维和第二次特征提取,并依据二次特征对失火故障进行诊断。将该方法应用到某型柴油机上的结果表明,该方法能准确提取失火故障信息,有效诊断失火故障。     

一种适用于发动机振动信号的时频分析方法

本文中对一种新的时频分析方法——同步压缩小波变换进行研究。首先,为检验其对发动机信号的适用性,建立了多分量、调幅-调频仿真信号,采用同步压缩小波变换对其进行分析。接着将其与其它时频分析方法在时频分辨率、信号分解和重构能力方面进行比较;最后以某一发动机为例,分析其瞬变工况下的振动信号,揭示连杆轴承磨损信号变化规律并提取故障特征。结果表明:同步压缩小波变换是一种适用于发动机状态监测与故障诊断的时频分析方法。     

基于尺度—小波能量谱和神经网络的内燃机故障诊断

为了对内燃机气门及活塞—连杆组故障进行有效地诊断,通过试验测取内燃机在不同故障下的振动信号,利用连续小波变换得到信号在不同尺度上的能量分布,即信号的尺度—小波能量谱。其能量主要分布于尺度范围1~32,且相同故障模式下的尺度—小波能量谱呈现出相似性,不同故障模式之间的尺度—小波能量谱存在很大的差异性,以此作为不同故障模式的信号特征,结合BP神经网络方法,实现了对待检信号的正确识别。     

Haar小波变换在变速器齿轮故障诊断中的应用

推导和证明了Haar小波连续小波变换时间和尺度的周期性，指出这种周期性可以提取出信号中的周期成分，并且使谐波和冲击信号在时间-尺度域中有不同的图形特征。因此根据这些特性可以识别齿轮裂纹产生的冲击和刚度变化，仿真和汽车变速器齿轮故障分析验证了Haar小波变换的有效性和实用性。     

基于EMD和Gabor变换的发动机曲轴轴承故障特征提取

针对发动机振动信号的非平稳特点,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和Gabor变换相结合的曲轴轴承故障特征提取新方法。通过EMD方法将发动机非稳态加速振动信号分解成多个本征模态函数(IMF),对与原信号相关性强的前4阶IMF分量进行Gabor变换,从各阶分量Gabor时频分布图的频带能量累加曲线中提取能够反映曲轴轴承磨损故障的频带能量作为故障特征参数。试验结果表明,该方法提取的故障特征参数能敏感地反映曲轴轴承的磨损状态,可作为诊断曲轴轴承故障的重要特征量。     

基于多分辨率近似熵的发动机声信号特征提取

介绍了近似熵的概念、主要特点及其快速算法,在分析了小波包与近似熵原理的基础上,提出了一种多分辨率近似熵的特征提取方法,并且讨论了近似熵值计算中3个参数的选择原则,其后对发动机声信号进行了分析处理,通过对比正常状态与故障状态共8种工况下的小波包3层分解后各节点的近似熵值,确定出了故障的特征频带,根据近似熵在敏感频带内的变化有效提取出发动机故障特征,从而实现了对发动机状态的监测与诊断。试验结果也证明了近似熵在分析复杂信号特征方面具有很强的能力,在判别机械设备运行状况方面具有很好的效果。     

小波包分解在氢发动机异常燃烧诊断中的应用

氢发动机燃烧压力信号包含了丰富的燃烧信息,基于压力信号可以应用小波变换法提取异常燃烧信息。鉴于小波包分解继承了小波变换所有的时频局部化优点,并且可以有效地提取微弱燃烧信息,从而能够为信号提供更精细的分析方法。对氢发动机正常燃烧和异常燃烧压力信号进行了小波包分解,提取出小波包能量。通过构造小波包能量特征向量,对氢发动机异常燃烧进行了有效诊断,为消除氢发动机的异常燃烧提供了技术基础。     

车用发动机前端辐射声源的小波分析与识别

根据连续小波变换具有较二进离散小波变换和小波包变换更精细的尺度分辨率的特点，研究了适用于工程应用的发动机表面辐射声信号小波变换结果的表述方法，并以一台车用增压柴油机前端表面辐射噪声的测量和识别分析为例，提出了一种车用发动机主要噪声源诊断和识别的测试分析方法。文中还将声信号测量识别的结果与表面振动信号识别的结果做了比较，两者是吻合的。     

小波能量商在汽车发动机故障诊断中的应用

考虑发动机断火之后对振动信号的影响,基于4层小波包分解重构信号能量,构造了小波包能量商无量纲指标.通过该指标提取发动机断火前后信号的能量特征作比商,充分考虑了断火之后振动信号能量的阶跃特性,定量分析断火后信号能量变化的程度.采集东风EQ6100汽油发动机缸体正常、活塞敲缸异响、活塞销异响以及曲轴轴承异响等4种工况的振动信号,并应用小波能量商指标对试验信号进行分析,取得很好的效果.试验结果表明,小波能量商可以对发动机不同故障准确地识别分类.     

强噪声背景下的柴油机失火故障诊断

柴油机失火是常见的故障模式,传统的诊断方法不仅参数获取困难且准确性差。针对此问题,以3缸四冲程柴油机为研究对象,设计了柴油机失火故障的预置试验,采集排气噪声和缸盖振动信号进行故障诊断研究。为提取强噪声背景下的微弱信号,采用二次采样随机共振系统提取柴油机故障特征频率完成柴油机的失火故障诊断。研究结果表明,通过二次采样处理,随机共振系统可以将噪声能量转移到柴油机微弱特征信号上,达到大参数条件下微弱信号特征提取的目的,能有效识别柴油机的早期故障,对其他复杂机械的振动诊断同样具有参考价值。     

基于自适应奇异值标准谱和EMD的柴油机故障诊断

针对柴油机多发故障,提出了自适应奇异值标准谱和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合的故障诊断模型。通过计算平均最近邻域发散度和奇异值标准谱的方法自适应地选择奇异值分解的嵌入维数和重构阶数,提高了奇异值分解降噪的精度。对降噪后的信号进行EMD分解,并利用调整余弦相似度标准提取反映信号真实特征的主固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),进而提取故障特征参数。将此模型应用于F3L912柴油机进气门漏气、单缸失火和多缸失火等故障的诊断,通过提取峭度和过零率作为故障特征,获得了较高的故障分类准确率。     

基于多尺度核独立元分析与核极限学习机的柴油机故障诊断

为提高柴油机故障诊断速度和精度,提出了基于改进多尺度核独立元分析与量子粒子群优化核极限学习机的故障诊断方法。首先利用固有时间尺度分解对缸盖振动信号进行多尺度时频分解,并根据故障敏感度参数筛选有效分量以实现振动冲击特征增强;然后利用核独立元分析消除有效分量间的频带混叠,分离故障敏感频带,并提取各频带的AR模型参数、多尺度模糊熵和标准化能量矩构造联合故障特征向量;最后建立基于量子粒子群优化的核极限学习分类器实现柴油机故障诊断。试验结果表明,该方法有效增强了缸盖振动信号中的故障敏感特征,提高了柴油机故障诊断速度和精度,故障分类准确率达到98.45%。     

基于局部均值分解与局部离群因子动力电池故障诊断

动力电池故障诊断是保证电动汽车正常运行的关键。提出一种基于局部均值分解和局部离群因子的动力电池故 障诊断方法,用于电池组故障识别与定位。通过局部均值分解对电压信号预处理,并根据相关系数高低重构电压信号。 进一步提取重构信号的峭度因子作为故障特征输入到局部离群因子算法中,根据局部离群因子算法自适应阈值输出故障 电池。采用实车数据验证了所提方法能有效、准确地检测出故障,具有较好的可靠性与鲁棒性。     

浅析汽车发动机异响的排查维修方法

汽车发动机异响在发动机故障中尤为突出和常见,发动机异响,意味着发动机某一部位或结构出现了与预期相违背的状态,文章从人为操作不当、装配过程有异常、发动机材料有变化、运行环境恶劣或异常磨损的等方面探究发动机异响出现的原因,首先要判断的是发动机异响的部位及异响的频率,检查判断后,可根据常见故障经验需要进一步拆解,直到找到故障源,分析与诊断故障原因,选取最优方案实施维修。     

一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法

为有效提取柴油机缸盖振动信号失火故障特征,提出一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法。首先根据柴油机燃烧过程与配气相位的关系对信号进行等角度重采样,然后利用广义S变换对信号进行消噪处理,并按工作循环将信号的周期性瞬态特征进行同步增强。通过仿真信号验证和某柴油机缸盖振动信号的实例应用,结果表明,此方法能有效地提取柴油机缸盖振动信号的失火故障特征,实现失火故障的准确诊断。     

汽油机进气系统传感器故障诊断和应急管理策略研究

利用Q480电控汽油机的相关参数和试验数据,建立了进气管空气动态模型;结合信号特征比较法和进气管空气动态模型设计出适合于电控汽油机进气系统传感器的故障诊断策略和故障应急管理策略;最后,将自主研发的带有进气系统传感器故障诊断和故障应急管理策略的控制单元安装到整车上进行试验,试验结果证明了故障诊断策略的正确性和故障应急策略的可行性。     

柴油机齿轮室总成异响分析与改进

针对某叉车柴油机齿轮室总成在常用工作转速条件下产生异响的实际问题,给出了基于连续小波变换的谱分析技术与有限元计算模态分析法相结合的方法对其异响进行分析研究。通过台架试验分析,提取了齿轮室总成异响与其激励源响应的时频相关特征,找到了引起异响的原因：齿轮室总成固有频率与柴油机宽带激励频率相吻合,产生了结构共振;通过有限元模型仿真分析,识别了不同装配条件下齿轮室总成的固有特性,确定了导致结构系统共振的薄弱环节。试验结果表明,通过增加齿轮室总成局部结构刚度,提高其固有频率,能消除齿轮室总成异响。     

基于粗糙集的特征值优化及柴油机故障诊断

为提高故障诊断的效率,给出了一种基于粗糙集理论的柴油机故障诊断系统。以某大功率柴油机为例,采用时域频域分析和小波包能量谱分析两种方法提取特征值,通过对比优选,将敏感性和稳定性较好的小波包能量谱特征值应用粗糙集理论进行优化,最后通过神经网络进行故障模式分类。试验表明,小波包能量谱分析方法可以提取敏感性和稳定性较好的特征值,粗糙集理论的特征属性约简能有效地减少神经网络的输入节点数,提高故障分类的准确率。